Штангенинструмент

Отличительной особенностью этих измерительных средств является то, что в качестве отсчетного устройства используется шкала измерительной линейки с делениями через 1 мм, а отсчитывание частей деления на этой основной шкале производится с помощью вспомогательной шкалы-нониуса.

Нониус, как вспомогательная шкала, имеет небольшое число интервалов (10-20) по сравнению с основной шкалой. Первый штрих нониуса является началом вспомогательной шкалы и одновременно индексом (указателем) значения размера на основной шкале.

В принципе, нониус используют для того, чтобы избежать ошибок оценки доли деления на глаз.

Принцип построения нониуса заключается в том, что интервалы его шкалы растянуты относительно основной шкалы и отличаются от интервалов основной шкалы на величину отсчета, число делений нониуса точно укладывается в определенное число делений основной шкалы. Отсчет нониуса с 0,1 мм.

Для этого на нониусе наносят первый штрих вправо от нулевого штриха нониуса на расстоянии меньшем, чем интервал основной шкалы, на величину отсчета, т.е. на 0,1 мм. Следовательно, интервал деления в нониуса будет равен 0,9 мм (в = а - с, где а – интервал деления основной шкалы, с - величина отсчета нониуса).

в =1-0,1=0,9

и все последующие штрихи нониуса наносят с таким же интервалом. Из-за того, что интервалы делений нониуса меньше, чем на основной шкале, постепенно накапливается отставание положения штрихов нониуса от штрихов основной шкалы и на приведенном примере 10-й штрих нониуса совпадает с 9-м штрихом от первого совпадающего штриха основной шкалы.

Величина отсчета по нониусу:

0,1 и 0,05 мм

Наиболее распространены:

- штангенциркуль;

- штангенглубиномер;

- штангенрейсмас.

Отличие их конструктивных форм в зависимости от назначения заключается в конфигурации измерительных поверхностей и их взаимном расположении.

Штангенциркуль.

Типы штангенциркулей охватывают диапазон измерений до 2 000 мм. Наиболее распространены с диапазоном измерений от 0 до 125 мм и диапазоном от 0 до 320 мм.

Штангенглубиномер

Типы штангенглубиномеров обычно охватывают диапазон измерений не более 500 мм.

Штангенрейсмас

Основное назначение – разметка деталей, но она может быть использована для измерения высоты деталей.

Типы штангенрейсов охватывает диапазон до 2 500 мм, но наиболее распространены для размеров до 250, 400 мм при отсчете 0,05 мм.

Погрешности измерения.

Погрешность измерения зависит в значительной мере от величины отсчета и значения измеряемого размера. Для размеров до 500 мм при величине отсчета 0,05 мм будет составлять 0,1 мм.

При измерении внутренних размеров тем же штангенциркулем погрешность измерения составляет 0,15 – 0,25 мм.

При измерении штангенциркулем с отсчетом 0,1 наружных размеров (до 500 мм) погрешность составляет 0,15 – 0,25 мм, а для внутренних размеров 0,2 – 0,3 мм.

Погрешность измерения штангенглубиномером с отсчетом 0,05 мм глубин до 300 мм составляет 0,1 – 0,15 мм, а при отсчете 0,1 мм – 0,2- 0,3 мм.

Погрешность измерения штангенинструментом возникает в основном от двух причин:

- погрешность отсчета, вызванная параллаксом;

- погрешность от нарушения принципа Аббе.

Параллакс – это видимое изменение относительного положения предметов вследствие перемещения глаза наблюдателя.

(основная шкала и шкала нониуса расположена не в одной плоскости).

l =250 мм

b = 30 мм

δ = htg/l

Если толщина пластины h=0,3 мм, то погрешность составит 0,035 мм.

Принцип Аббе – при измерении размера методом сравнения с мерой, погрешность измерения будет меньше, если меру и измеряемый размер располагать на одной прямой (последовательно, а не параллельно).

Под действием усилия измерительные губки длиной L поворачиваются на величину δ, зависящую от зазора ∆ между штангой и рамкой из-за отклонения от прямолинейности базовой поверхности. С некоторым приближением погрешность от такого перекоса можно выразить как

L – длина губок;

l – длина рамки;

∆ - зазор между штангой и рамкой

Чем меньше отклонение L/l, тем меньше погрешность, т.е. делать по возможности короче измерительные губки и длиннее рамку.

Погрешности, связанные с нарушением принципа Аббе, имеют место во всех случаях, когда в приборе перемещается измерительный узел, а отсчет производится по линии, параллельной линии перемещения.